הערכה של שידור החברתית של התנהגויות העדפות מזון
Summary
מאמר זה מציג פרוטוקול עבור החקירה של שידור החברתית של העדפת מזון בעכברים. היתרונות ואת היישומים האפשריים עבור הליך זה, למשל, באיתור מוקדם שינויים במודלים של העכבר לספירה, מודגשים. לסיכום, נידונות פרשנות של התוצאות לאור פרטים קריטיים.
Abstract
זיהוי חוש הריח גירעונות מוצעים כדי להיות מסוגל לשמש סמן קליני כדי להבדיל בין מחלת אלצהיימר (AD) בנושאים מקבוצות הזדקנות בריאה. לדוגמה, תפקוד לקוי של חוש הריח במודעה יכול להציג כמו ליקוי בזיהוי חוש הריח, המתעוררים במהלך בשלבים המוקדמים של המחלה, החמרה בזמן המחלה מתקדמת. העברת מזון העדפות (STFP) פעילות חברתית מבוססת על צורה בסיסית של תקשורת בין מכרסמים בנוגע תלויים השידור של חוש הריח רמזים הרחוק מזונות. עכברים פראי-סוג בריא מעדיף לאכול של הרומן, אוכל בטעם זה היה בעבר מרמז על ידי conspecific, העדפה זו מזון להיות הכבידו על העכברים הטרנסגניים לספירה, כגון המודל APP/PS1. אכן, נמצאה העדפה חזקה בשביל האוכל מרומז בעכברים C57Bl6/J של 3 חודשים של גיל, הוקטן ב בן 3 חודשים העכברים הטרנסגניים APP/PS1. לסיכום, פעילות STFP יכול להיות אמצעי רב עוצמה כדי להיות משולב בתוך נוכח מבחני איתור תת-קליני של AD.
Introduction
זיהוי חוש הריח גירעונות מוצעים כדי לשמש סמן קליני כדי להבדיל הנבדקים אלצהיימר (AD) הזדקנות נורמלית קבוצות1,2,3,4. מגוון הפרעות מנוטלי מאופיינים על ידי הפרעות חוש הריח זיהוי, זיכרון, כולל AD ואת פרקינסון5,6. מספר מבחנים התנהגותיים ופרוטוקולים הוקמו כדי להעריך את זיהוי חוש הריח, אפליה חיה מודלים7. ככזה, המחקר translational באמצעות מודלים בעלי חיים המתאימים, המאומת ובדיקות לזיכרון חוש הריח עשוי לקדם אבחון וטיפול טוב יותר עבור הפרעות ניווניות. לכן, השידור החברתית של מזון העדפה (STFP) מבחן הומצאה במקור ב בתחילת שנות ה-808 הותאם. במשימה זו, חיות יוערכו על יכולת מולדת ללמוד על בטיחות המזון של בני מינו שלהם. שבבסיס בחר דחיית ההחלטה, תהליכים כולל הערכה של מאפייני המזון חושית, חיה חייב להיות מסוגל סקירה כפוי תכונות שונות (כלומר., טעם, ריח).
המבחן STFP מורכב תופעה די פשוטה: לאחר האינטראקציה של מכרסמים ‘הצופה’ תמים עם “מפגין” אשר בעבר לצרוך מזון, הצופה בדרך כלל מדגים העדפה גדולה8,זה מזון9 , 10. ניתוח התנאים הנדרשים וכתוצאה מכך העדפה זו, הראה את הנושא ישירה – חשיפה מפגין (אכלתי או בוזקים מאכל) מספיקה כדי להגביר את ההעדפה של הצופה. עם זאת, אך ורק מריח ולא לאכול מזון אינן מספיקות כדי לגרום זה סוג של העדפה11,12.
פרוטוקול STFP כוללת ארבעה שלבים במשך חמישה ימים. הצעד הראשון מורכב הגדלת המוטיבציה של בעלי החיים לעשות להם לאכול מאכל הרומן. כדי לעשות זאת, מכרסמים כל שמים על לוח זמנים 23-h, מניעת מזון, קבלת צ’או רגיל ליום/1 h ליומיים רצופים. בשלב השני, שלב לקרקע, מפגין כל מסופק עבור 1 h עם מזון המכיל טעם הרומן (צ’או מעורבב עם קקאו או קינמון בניסויים המקורי). בשלב השלישי, שלב אינטראקציה חברתית, מפגין כל ימוקם לכלוב של מכרסם הצופה הנושא במשך 30 דקות. בשלב הרביעי, 24 שעות לאחר האינטראקציה החברתית, מוצע לכל נושא הבחירה של שתי דיאטות בטעמים. צריכת בעיני המתבונן מזונות הן ואחוזים העדפה של שתי דיאטות נאכל על ידי הנושא הם העריכו.
נגעים העצבים סלקטיבי של ההיפוקמפוס-subiculum מוצגים לפגום בביצועים על זה פעילות13. כמו כן, מוטציות המשפיעות על תפקוד בהיפוקמפוס בעכברים דווחו כדי למנוע15,14,מזון העדפות16,17. חשוב, STFP ביצועים לא בלעדי להסתמך על התקינה בהיפוקמפוס. דווח מספר מניפולציות תרופתי, גנטי, ולימודים הנגע מבנים אחרים במוח ליד ההיפוקמפוס עשויה לשחק תפקיד תיווכה היבטים שונים של הדיאטה חברתית-induced הבחירה למידה וזיכרון. למשל, שימוש נוירונים של האיבר אנכית/מחצה המדיאלי של אלכסוני להקה או גרעין basalis magnocellularis/הסובסטנציה innominata מוצעים כדי בעלי תפקידים שונים, רכישת ואחזור זיכרון חברתית-מרחבית של חוש הריח רמזים18. יתר על כן, קליפת orbitofrontal היה מעורב מונחה ריח למידה, שימוש דלדול של קליפת כולו, גרמו STFP גירעונות, המציין כי אזורי המוח הללו הם חיוניים עבור סוג זה של associative learning19.
גורמי מבלבלים אפשריים היו להימנע ככל האפשר, כגון הפצת ריחות או גרירה של האוכל בחוץ הכוסות. צעד נוסף habituation את המנגנון, מבחן משלים לפני הפעילות STFP בפועל נוספו, כדי להעריך אם המכרסמים יכול להריח ומוכנים לאכול מאכלים חדשניים, העוגייה קבור מבחן20. כמו כן, על-ידי הכללת אוטומטי מעקב וידאו, הזמן המושקע חקר שני רמב”ם במהלך האינטראקציה החברתית, כמו גם האוכל במהלך שלב הבדיקה גם ניתן למדוד. חקר הנתיב לכל נושא נרשם בעזרת מצלמה מחוברת למחשב מאובזר תוכנת מעקב וידאו. ככזה, היבטים שונים של חקר ביצועים, כגון זמן בכל אזור, מספר ביקורים אזור ניתן לחשב. זה נותן מידע מפורט יותר אודות הפעילות החיה במהלך שלב הבדיקה, מלבד כמות מזון המתכלה כמו פרוטוקול STFP המקורי.
בניסויים קודמים עם מודל העכבר לספירה, המודל Tau22-טורקיש איירלייס, התברר כי ליקוי בזיכרון STFP הזה מגיל 9-10 חודשים יכול לאסוף, האלה התרחשו במשותף עם גירעונות בפתולוגיה בהיפוקמפוס סינפטית פלסטיות, טאו, ההיפוקמפוס16. מאז טאו פתולוגיה מתרחשת בשלהי התקדמות המחלה, על פי ההשערה אשד עמילואיד לאחר חיסול הפלאק amyloidal21, זה היה שיערו כי גירעונות STFP יכול להתגלות בגיל צעיר יותר בהעכברים הטרנסגניים עמילואיד. לכן, במבחן STFP הוחל בן 3 חודשים APP/PS1 עכברים22, המודל הנפוץ ביותר בשימוש של AD. סוג זה של מזון מבחינה חברתית-induced הבחירה אכן נמצאה להיות לקוי בעכברים APP/PS1. חשוב כי אלו עכברים, לפחות בגיל הזה, היו ללא ליקויי חקר חוש הריח, גינקולוגיות או חברתית כללית. לסיכום, תפקוד לקוי של זיהוי חוש הריח יכול להיות שיטת הקרנה מוקדמת חשובה עבור המודעה בבני אדם ועכברים כאחד. זה אמין, זול וקל ואיתור מוקדם AD יכול להיות שימושי עבור מחקר טיפולית. אם אנחנו יכולים להבדק לספירה מוקדם ביעילות רבה יותר, אנחנו עלולה להפריע מוקדם יותר בתהליך המחלה.
Protocol
Representative Results
Discussion
רפרטואר התנהגותי בעלי חיים ניתן לעקוב בהרחבה בחזרה אל ארבע סיבות עיקריות, איתור מזון ומים, הימנעות טורפים, אינטראקציה וחברה להתרבות. יישום של דפוס התנהגותי המיוצר על ידי אדם אחד של קבוצה חברתית המקדמת ישירות האימוץ, תערוכה על ידי אחר טבע שידור חברתית24. התנהגות כזאת יכולים להש?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחקר נתמך על ידי בתר FWO כדי AVdJ. המחברים רוצה להודות לין ואן Aerschot, אילזה Bloemen לתמיכה טכנית שלהם.
Materials
| 3-chamber apparatus | custom made | 19 x 45 cm, height 30 cm | |
| wire cages to hold mouse | custom made | diameter of 12 cm, height 10 cm | |
| ramp to hold food cup | custom made | 10 x 10 cm, height 7 cm | |
| food cups | sunlessbody via ebay | http://www.ebay.com.au/itm/Plastic-Sample-Jars-Pots-Cups-Containers-with-Hinged-Lid-x-200-Small-25ml-/251708415240 | diameter of 3.8 cm, height 3.2 cm |
| lux meter | Volcraft | BL-10 L 0 – 40000 lx | |
| paprika herb | Delhaize | ID:716703 | Gemalen paprika,| 40 g |
| celery herb | Delhaize | ID:716301 | Selderzout, 57 g |
| vide-tracking software | Ethovision (Noldus) | http://www.noldus.com/animal-behavior-research/products/ethovision-xt | |
| ANYmaze (Stoelting) | https://www.stoeltingco.com/any-maze-video-tracking-software-1218.html |
References
- Nordin, S., Murphy, C. Odor memory in normal aging and Alzheimer’s disease. Ann Ny Acad Sci. 855, 686-693 (1998).
- Devanand, D. P., et al. Olfactory deficits in patients with mild cognitive impairment predict Alzheimer’s disease at follow-up. Am J Psychiat. 157 (9), 1399-1405 (2000).
- Peters, J. M., Hummel, T., Kratzsch, T., Lötsch, J., Skarke, C., Frölich, L. Olfactory function in mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease: an investigation using psychophysical and electrophysiological techniques. Am J Psychiat. 160 (11), 1995-2002 (2003).
- Bahar-Fuchs, A., Moss, S., Rowe, C., Savage, G. Awareness of olfactory deficits in healthy aging, amnestic mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease. Int Psychogeriatr. 23 (7), 1097-1106 (2011).
- Serby, M., Larson, P., Kalkstein, D. The nature and course of olfactory deficits in Alzheimer’s disease. Am J Psychiat. 148 (3), 357-360 (1991).
- Hidalgo, J., Chopard, G., Galmiche, J., Jacquot, L., Brand, G. Just noticeable difference in olfaction: discriminative tool between healthy elderly andpatients with cognitive disorders associated with dementia. Rhinology. 49 (5), 513-518 (2011).
- Sánchez-Andrade, G., James, B. M., Kendrick, K. M. Neural encoding of olfactory recognition memory. J Reprod Develop. 51 (5), 547-558 (2005).
- Galef, B. G., Wigmore, S. W. Transfer of information concerning distant foods: A laboratory investigation of the ‘information-centre’ hypothesis. Anim Behav. 31, 748-758 (1983).
- Galef, B. G. Social interaction modifies learned aversions, sodium appetite, and both palatability and handling-time induced dietary preference in rats (Rattus norvegicus). J Comp Psychol. 100 (4), 432-439 (1986).
- Galef, B. G., Kennett, D. J., Stein, M. Demonstrator influence on observer diet preference: Effects of simple exposure and the presence of a demonstrator. Anim Learn Behav. 13, 25-30 (1985).
- Galef, B. G., Kennett, D. J. Different mechanisms for social transmission of diet preference in rat pups of different ages. Dev Psychobiol. 20 (2), 209-215 (1987).
- Galef, B. G. Enduring social enhancement of rats’ preferences for the palatable and the piquant. Appetite. 13, 81-92 (1989).
- Bunsey, M., Eichenbaum, H. Selective damage to the hippocampal region blocks long-term retention of a natural and nonspatial stimulus-stimulus association. Hippocampus. 5 (6), 546-556 (1995).
- Mayeux-Portas, V., File, S. E., Stewart, C. L., Morris, R. J. Mice lacking the cell adhesion molecule Thy-1 fail to use socially transmitted cues to direct their choice of food. Curr Biol. 10 (2), 68-75 (2000).
- McFarlane, H. G., Kusek, G. K., Yang, M., Phoenix, J. L., Bolivar, V. J., Crawley, J. N. Autism-like behavioral phenotypes in BTBR T+tf/J mice. Genes Brain Behav. 7 (2), 152-163 (2008).
- Van der Jeugd, A., et al. Hippocampal tauopathy in tau transgenic mice coincides with impaired hippocampus-dependent learning and memory, and attenuated late-phase long-term depression of synaptic transmission. Neurobiol Learn Mem. 95 (3), 296-304 (2011).
- Koss, D. J., et al. Mutant Tau knock-in mice display frontotemporal dementia relevant behaviour and histopathology. Neurobiol Dis. 91, 105-123 (2016).
- Vale-Martínez, A., Baxter, M. G., Eichenbaum, H. Selective lesions of basal forebrain cholinergic neurons produce anterograde and retrograde deficits in a social transmission of food preference task in rats. Eur J Neurosci. 16 (6), 983-998 (2002).
- Ross, R. S., McGaughy, J., Eichenbaum, H. Acetylcholine in the orbitofrontal cortex is necessary for the acquisition of a socially transmittedfood preference. Learn Memory. 12 (3), 302-306 (2005).
- Mu, Y., Crawley, J. N. Simple Behavioral Assessment of Mouse Olfaction. Curr Protoc Neurosci. 8, 24-34 (2009).
- Hardy, J. A., Higgins, G. A. Alzheimer’s disease: the amyloid cascade hypothesis. Science. 256 (5054), 184-185 (1992).
- Radde, R., et al. ABeta42 driven cerebral amyloidosis in transgenic mice reveals early and robust pathology. EMBO Rep. 7 (9), 940-946 (2006).
- Nadler, J. J., et al. Automated apparatus for quantification of social behaviors in mice. Genes Brain Behav. 3 (5), 303-314 (2004).
- Galef, B. G. Imitation in animals: history, definition, and interpretation of data from the psychological laboratory. Social learning: psychological and biological perspectives. , (1988).
- Pulliam, H. R., Melgren, R. On the theory of gene-culture co-evolution in a variable environment. Animal cognition and behavior. , 427-443 (1983).
- Wrenn, C. C., Harris, A. P., Saavedra, M. C., Crawley, J. N. Social transmission of food preference in mice: Methodology and application to galanin-overexpressing transgenic mice. Behav Neurosci. 117 (1), 21-31 (2003).
- Singh, A., Kumar, S., Singh, V. P., Das, A., Balaji, J. Flavor Dependent Retention of Remote Food Preference Memory. Front Behav Neurosci. 2 (11), 7-17 (2017).
- Kazdoba, T. M., Leach, P. T., Crawley, J. N. Behavioral phenotypes of genetic mouse models of autism. Genes Brain Behav. 15 (1), 7-26 (2006).
- Riedel, G., Kang, S. H., Choi, D. Y., Platt, B. Scopolamine-induced deficits in social memory in mice: reversal by donepezil. Behav Brain Res. 204 (1), 217-225 (2009).
- Naert, A., et al. Behavioural alterations relevant to developmental brain disorders in mice with neonatallyinduced ventral hippocampal lesions. Brain Res Bull. 94, 71-81 (2013).
